- Dlaczego warto być prosumentem?
- Jak się rozliczamy za prąd?
- Ile słońca potrzebuje fotowoltaika?
- Jak duża powinna być instalacja fotowoltaiczna?
- Na co trzeba uważać montując instalację fotowoltaiczną?
- Kiedy instalacja fotowoltaiczna jest zbyt duża?
Po pierwsze, ustawa OZE (o odnawialnych źródłach energii) wprowadziła zupełnie inne niż kiedyś zasady przyłączania domowych mikroinstalacji do sieci, przekazywania do niej nadwyżek prądu oraz specjalny system rozliczania się za energię.
Po drugie, ogólnopolski program "Mój Prąd" to 5000 zł dotacji praktycznie dla wszystkich, którzy zdecydują się na budowę mikroinstalacji PV. Zasady programu i cała procedura są dość proste. Ponadto możemy liczyć na ulgę podatkową, a w niektórych regionach na dotację ze strony władz samorządowych. Koszty inwestycyjne można więc znacznie ograniczyć.
Po trzecie, koniunkturę napędza powszechna obawa przed podwyżkami cen prądu. Całkiem uzasadniona, bo to tendencja występująca w całej Unii Europejskiej, w znacznej mierze wynikająca z coraz bardziej ambitnej polityki klimatycznej. Tak czy inaczej, na spadek cen energii nie mamy co liczyć.
Po czwarte, rośnie świadomość naszego wpływu na środowisko naturalne. Zrozumiałe jest w tej sytuacji dążenie do szukania czystych, ekologicznych źródeł energii. Fotowoltaika doskonale wpasowuje się w ten trend.
Jeżeli myślimy poważnie o założeniu instalacji PV, musimy koniecznie znać uwarunkowania z dwóch pierwszych grup. Bo wpływają one bezpośrednio na koszty jej założenia, sposób funkcjonowania, a nawet samo to, jak duży system jest sens budować.
Dlaczego warto być prosumentem?
Ustawa OZE wprowadza pojęcie tzw. prosumenta. Trzeba nim być, żeby skorzystać ze szczególnych zasad przyłączenia do sieci oraz rozliczania za energię. To bardzo ważne, bo inaczej w znakomitej większości przypadków wątpliwy staje się sens inwestowania w budowę domowej mikroelektrowni słonecznej.
Prosument jest zarówno pro(ducentem) jak i (kon)sumentem energii elektrycznej. Ustawa daje mu szczególną, uprzywilejowaną pozycję. Ale sam musi też spełnić określone warunki. My skupimy się tym, co dotyczy właścicieli domów jednorodzinnych. Lecz warto zasygnalizować, że zgodnie z ustawą, prosumentem może być też np. wspólnota mieszkaniowa. To jednak odrębny temat. Jeżeli zaś chodzi o budownictwo jednorodzinne, prosumentem może być:
- osoba fizyczna;
- osoba fizyczna prowadząca działalność gospodarczą, o ile wytwarza energię na inne cele, niż związane z prowadzoną działalnością;
- osoba fizyczna prowadząca gospodarstwo rolne, o ile ta działalność nie jest objęta ustawą o swobodzie działalności gospodarczej.
Ponadto energia z mikroinstalacji nie może zostać sprzedana gdzieś dalej, ani nie może służyć do działalności produkcyjnej. Prosument jest tzw. odbiorcą końcowym - tylko on zużywa energię wytworzoną przez własną instalację.
Niezbędnym warunkiem jest także zawarcie z dostawcą energii elektrycznej tzw. umowy kompleksowej. Określa ona zasady rozliczeń za zużywaną energię z sieci oraz za jej przesył do odbiorcy. Bowiem te dwa składniki są formalnie rozdzielone. Mało kto zwraca na to uwagę, ale na rachunkach mamy odrębne stawki i wyliczenia za energię oraz za przesył. Możliwa jest też sytuacja, w której zawieramy dwie umowy z zupełnie różnymi firmami. Tylko jak w takiej sytuacji podzielić płatności, skoro zarówno czerpiemy, jak i przekazujemy prąd do sieci? Jedna umowa jest więc konieczna.
W przypadku dużych dostawców energii to żaden problem, od nich dostajemy właśnie taką kompleksową umowę. Dostawca ma bowiem podpisane stosowne porozumienia z firmami zajmującymi się przesyłem (dystrybucją) energii w całym kraju. Problem może być w przypadku małych dostawców, którzy miewają korzystne cenniki, ale czasem nie mogą nam zaoferować umowy kompleksowej.
Jak się rozliczamy za prąd?
Jako prosumenci zyskujemy dwa zasadnicze przywileje. Po pierwsze, dostawca energii ma obowiązek odbierać od nas nadmiar prądu wytworzonego w instalacji PV. O ile tylko jej moc zainstalowana nie przekracza mocy naszego przyłącza do sieci. Z tym zwykle nie ma problemu, bo w domach jednorodzinnych systemy PV bardzo rzadko mają powyżej 10 kWp mocy zainstalowanej, zaś typowe przyłącze w domu jednorodzinnym to 12-15 kW. Ponadto to po stronie zakładu energetycznego leży konieczność ewentualnej wymiany licznika na tzw. dwukierunkowy - który potrafi rejestrować zarówno moc pobieraną, jak i oddawaną do sieci.
Po drugie, mamy zagwarantowane ustawowo, że za każdą 1 kWh oddanej do sieci energii możemy później odebrać 0,8 kWh nie ponosząc dodatkowych kosztów. Dla ścisłości, przelicznik 0,8 obowiązuje przy mocy instalacji do 10 kWp. Jeżeli jest wyższa, zmienia się on na mniej korzystny 0,7. To jeszcze jeden powód, dlaczego zwykle w domach jednorodzinnych nie zakłada się zbyt wielu paneli.
Po trzecie musimy wbić sobie do głowy, że nie warto oddawać do sieci więcej energii niż będziemy w stanie pobrać w danym cyklu rozliczeniowym. Po prostu taki nadmiar nam przepada. Wynika to z podstawowego założenia całego systemu rozliczania - na PV możemy zaoszczędzić, ale nie możemy zarobić. W tym sensie, że za przekazany do sieci prąd nie dostaniemy ani grosza.
Wprowadzając w ustawie OZE mechanizm bilansowego rozliczania, tzw. system opustów, wykluczono równocześnie możliwość sprzedawania energii do sieci. Wcześniej taka opcja istniała, chociaż stawka była bardzo niekorzystna. Natomiast przyjęty pierwotnie w ramach ustawy OZE system taryf gwarantowanych - stałej stawki za prąd przekazywany do sieci - ostatecznie nie funkcjonował (ustawę znowelizowano, zanim przepisy weszły w życie).
Powtórzmy - obecnie mamy tylko jedną możliwość - oddać nadmiar energii do sieci, a następnie odebrać z tego 80%. Narzuca nam to również górny limit wielkości instalacji. Nie warto przecież płacić za instalację produkującą więcej, niż jesteśmy w stanie zużyć.
Po czwarte, bardzo ważne, że takie bilansowanie energii musi się odbyć w jednym cyklu rozliczeniowym, trwającym nie dłużej niż rok. Tyle mówią przepisy, dokładne zasady rozliczenia precyzuje dopiero umowa kompleksowa. Najważniejsze, żeby okresy rozliczeniowe były długie. Ideał to rok, ewentualnie mogą być krótsze, lecz pod warunkiem, że nadwyżka z jednego okresu przechodzi na kolejny. Spotyka się oba rozwiązania.
Co się zaś stanie, jeżeli okres rozliczeniowy będzie krótki, np. kwartalny? W cyklu rocznym sporo stracimy. Najprawdopodobniej w sezonie wiosenno-letnim przekażemy sporą nadwyżkę. I nie odbierzemy jej, bo zapotrzebowanie na energię jest w większości domów stosunkowo niskie w tym okresie. Natomiast przez pozostałą część roku nasze panele PV dadzą znacznie mniej energii niż latem. I będziemy musieli dokupić jej sporo. Ostatecznie latem nadwyżka nam przepadnie, a zimą będziemy kupować prąd.
Należy także bacznie przyjrzeć się pozostałym regulacjom zawartym w umowie. Przykładowo, jeżeli rozliczamy się w tzw. drugiej taryfie, płacąc niższą stawkę w nocy, a wyższą w dzień, to jak rozliczana jest energia? Siłą rzeczy my przekazujemy ją do sieci tylko za dnia. Czy jeśli mamy nadwyżkę, to w bilansie pomniejsza ona nasze opłaty za prąd czerpany w godzinach nocnych? A może przepada? Umowa wymaga uważnej lektury i wyłapania potencjalnie niekorzystnych zapisów. Warto też wypytać, na ile dany zakład energetyczny zachowuje się przyjaźnie wobec prosumentów?
Przykładowo, na początku pandemii koronawirusa potężnym problemem było wstrzymanie przez wiele zakładów energetycznych odbiorów instalacji PV. A bez tego nie można przecież zacząć rozliczać się bilansowo. Za to kilka lat temu jeden z zakładów energetycznych "zasłynął" doliczaniem do rachunków kar za przekraczające umowny limit obciążanie sieci tzw. mocą bierną. W największym uproszczeniu, to moc, która obciąża sieć przesyłową, ale nie jest efektywnie spożytkowana. W instalacji PV właściwie nie sposób zaś uniknąć tego zjawiska. Po fali protestów zrezygnowano z pobierania tej swoistej karnej opłaty. Chociaż formalnie wszystko było w zgodzie z prawem i zawartymi umowami.
Ile słońca potrzebuje fotowoltaika?
Co jest źródłem energii w instalacji PV? Nie panele, lecz promieniowanie słoneczne. Ogniwa słoneczne służą jedynie do jego przechwycenia i przetworzenia na bardziej użyteczną dla nas postać. Ta elementarna zasada wydaje się oczywista, lecz często okazuje się, że o niej zapominamy. Stąd biorą się np. zupełnie idiotyczne zapewnienia niektórych sprzedawców, że system PV da nam tyle samo energii zimą i latem. Albo pomysł użytkownika jednego z forów, żeby panele ładowały akumulatory, te zaś zasilały światła LED, które będą oświetlały panele, znów ładując akumulatory... Po prostu perpetuum mobile.
Zapamiętajmy podstawową zasadę - najważniejsza jest energia zawarta w promieniowaniu słonecznym. To jej ilość ostatecznie limituje nam to, ile uzyskamy prądu z paneli. Nawet jeżeli kupimy ich bardzo dużo i będą miały rewelacyjną sprawność, to i tak zawsze będziemy uzależnieni od słońca. Zmiana pór roku, inne ustawienie ogniw względem stron świata, pochmurna pogoda, zacienienie przez drzewa przekładają się na uzysk energii.
Przede wszystkim ogranicza nas klimat. Najprościej mówiąc - to, że mamy zimę. W tym czasie na naszą szerokość geograficzną dociera wielokrotnie mniej energii słonecznej niż latem. Inaczej zimy by nie było. Twarde dane nie pozostawiają złudzeń. Łącznie na 3 miesiące zimowe (grudzień, styczeń, luty) przypada zaledwie ok. 6% z rocznej sumy promieniowania.
Sezonowe dysproporcje są ogromne. W naszym klimacie na tę samą powierzchnię pada w postaci promieniowania słonecznego nawet 10 razy mniej energii w grudniu niż w czerwcu. Tego nie zmienimy, a instalacja fotowoltaiczna potrafi przechwycić zaledwie ok. 20% docierającej do ogniw energii. Czyli w zimie, nawet patrząc na teoretyczne maksimum, dostaniemy zaledwie 1/5 z i tak już marnej porcji energii.
Uczciwie trzeba jednak dodać, że inaczej niż w przypadku kolektorów słonecznych, dla paneli PV, niska temperatura powietrza jest korzystna. Ponadto dobrze, jeżeli chłodzi je wiatr. Po prostu w niskiej temperaturze elementy półprzewodnikowe, na których bazują ogniwa, pracują lepiej. Za to mocne rozgrzanie - na silnym słońcu i przy bezwietrznej pogodzie - obniża uzysk energii.
Strony świata, cień i nachylenie dachu a fotowoltaika
Z ekspozycją na słońce bezpośrednio wiąże się kwestia pór roku, ale i odpowiedniego ustawienia ogniw względem stron świata. Tu akurat obowiązują te same zasady co w przypadku kolektorów. Zdecydowanie najkorzystniejszy jest kierunek wprost na południe. Zapewnia on największą dawkę bezpośredniego promieniowania słonecznego, a takie niesie najwięcej energii.
Jednak nawet znaczne odchylenie (do 55°) z południa na wschód lub zachód nie powoduje jeszcze zasadniczej zmiany. Ilość pozyskiwanej energii spadnie, ale maksymalnie o 20%. Strata spora, lecz co zrobić, jeżeli warunki działki nie dają niczego lepszego? Ostatecznie dopuszczalne jest nawet skierowanie paneli wprost na wschód lub zachód. Ale nigdy na północ! Kierunek północny to zawsze cień, brak najbardziej pożądanego bezpośredniego promieniowania. Taka orientacja po prostu nie ma sensu.
Warto przy tym wyjaśnić, dlaczego z zasady unika się ustawiania paneli na odmienne strony świata, np. na przeciwnych połaciach dachu. Taki układ oznacza bowiem bardzo duże różnice w nasłonecznieniu - w tym samym czasie część paneli może leżeć w pełnym słońcu, a reszta w cieniu. To zaś istotna komplikacja. Instalację trzeba wówczas podzielić na części o możliwie jednolitej charakterystyce nasłonecznienia i zacienienia. Każda z nich wymaga następnie osobnej automatyki sterującej. Przede wszystkim różnych tzw. optymalizatorów (trackerów).
Wykrywają one na ile w danej chwili dana grupa paneli może dostarczać energię i tak dobierają proporcje pomiędzy możliwym napięciem i natężeniem prądu, żeby uzyskiwana moc była jak największa. Falowniki o większej mocy często mają takich trackerów przynajmniej dwa. Możliwe jest także nieco inne podejście - kilka tzw. mikrofalowników, zamiast jednego o dużej mocy. To droższy wariant, lecz modułowa budowa, np. 2 panele i mikrofalownik, ułatwia pogodzenie odmiennej orientacji. Łatwiej też dokonać rozbudowy.
Koniecznie trzeba przestrzec przed tym, że jednym z najgorszych wrogów paneli PV jest zacienienie. Bardzo szkodliwy jest cień rzucany np. przez komin lub drzewa. Problemem są nawet zalegające liście czy ptasie odchody. Choćby zacienienie w ten sposób pojedynczych ogniw. Nie tylko znacznie zmniejsza uzysk energii, ale powoduje również silne nagrzewanie się tych zacienionych ogniw. Z tego względu wprowadza się tzw. diody bocznikujące, które niejako wyłączają pewną grupę ogniw z szeregu. Lecz wówczas nie daje nam ona energii.
Jako optymalny kąt nachylenia przyjmuje się 35°. To nieco mniej, niż w przypadku kolektorów i mniej, niż najczęściej mają dachy domów w Polsce (ok. 45°). A właśnie na dach przeważnie trafiają panele. Jednak takie niewielkie odchylenie od optymalnego kąta nie jest bardzo szkodliwe. Zmniejsza uzysk energii o 5-10%.
Pełną swobodę daje natomiast umieszczenie ich na odrębnej konstrukcji wsporczej - na dachu płaskim lub na gruncie. To całkiem rozsądny wariant, tym bardziej, że nawet spore oddalenie od budynku nie musi powodować strat przesyłanej energii. Po prostu rekompensujemy to, układając przewód o nieco większym przekroju żył. To nie kolektory, w przypadku których długie rurociągi to w praktyce zawsze większe straty ciepła do otoczenia.
Jak duża powinna być instalacja fotowoltaiczna?
W domu jednorodzinnym, zamieszkanym przez 4 osoby, rocznie zużywamy 4-6 MWh energii elektrycznej. Używając jednostek do których wszyscy są przyzwyczajeni, to dokładnie to samo co 4000-6000 kWh. Jednak faktyczne różnice w zapotrzebowaniu mogą być bardzo duże. Nawet jeżeli na razie odłożymy na bok skrajne warianty, jak bezpośrednie elektryczne ogrzewanie budynku za pomocą grzejników lub elektrycznej podłogówki, to żeby zupełnie zmienić bilans wystarczą klimatyzatory, pompa ciepła czy nawet kuchenka elektryczna.
Jednak z zastrzeżeniem, że jeżeli będziemy używać elektrycznych urządzeń do ogrzewania budynku, to wszystko zależy od jego standardu. Jeżeli będzie to dom o powierzchni 100 m2, na ogrzanie którego potrzeba rocznie 100 kWh/m2, to pozyskanie jej w takiej ilości z domowej instalacji jest mało realne. Potrzebujemy bowiem:
100 kWh/m2 × 150 m2 = 15 000 kWh.
Zaś 1 kWp (mocy zainstalowanej) w sprzyjających warunkach przekłada się na uzysk ok. 1000 kWh rocznie. Oznaczałoby to konieczność zainstalowania ok. 20 kWp. na potrzeby samego ogrzewania. Bo trzeba pamiętać, że powyżej 10 000 kWp odbieramy z sieci już tylko 70% przekazanej wcześniej energii. Ale 20 kWp to wręcz kosmiczna wartość, jak na dom jednorodzinny. Sytuację można odmienić decydując się na pompę ciepła. Zakładając, że w sezonie grzewczym osiągnie ona średni COP = 3, na potrzeby ogrzewania wystarczy wówczas 5 kWp. Co oznacza COP i czym się kierować, wybierając pompę ciepła, objaśniamy w tekście na str. 215.
Nie zapominajmy jednak, że energii elektrycznej w domu potrzebuje nie tylko system grzewczy. Jednak trzymając się założeń naszego przykładu, można zbudować instalację 10 kWp, z czego połowa zostanie nam właśnie na zaspokojenie reszty potrzeb. To już kwestia indywidualnej decyzji, czy budowę tak dużego systemu PV uznamy za uzasadnioną i opłacalną w interesującej nas perspektywie czasu.
Zawsze punktem wyjścia do wyznaczenia wielkości systemu PV musi być jednak określenie ile prądu zużywamy, czy planujemy zużywać. Pod tym akurat względem w najlepszej sytuacji są właściciele domów eksploatowanych już od kilku lat. Wystarczy, że sprawdzą rachunki i będą wiedzieć, jakie jest faktyczne zapotrzebowanie na energię elektryczną. Dopiero budującym pozostaje przyjąć typowe, orientacyjne wartości. Należy jednak koniecznie uwzględnić planowane użycie co bardziej "prądożernych" urządzeń, takich jak klimatyzatory, pompy ciepła, kuchenka elektryczna. Potem dobieramy moc zainstalowaną PV.
Koszty i oszczędności
Wstępny, przybliżony przelicznik jest taki, że 1 kWp mocy zainstalowanej daje 1000 kWh energii rocznie. Żeby uzyskać zaś 1 kWp mocy potrzebujemy 3 lub 4 paneli na dachu. Każdy o powierzchni ok. 1,6 m2. W przybliżeniu mamy więc 5 m2/kWp. Pozwala to wstępnie oszacować potrzebną powierzchnię zabudowy. Natomiast koszty to w małych systemach 4000-6000 zł/kWp, uwzględniając materiały i robociznę. Cena jednostkowa nieco spada wraz ze wzrostem wielkości instalacji, bo niektóre koszty (choćby robocizna) pozostają z grubsza stałe.
Dokładniejsze dane przedstawiamy w tabelach. Warto też skorzystać z naszego kalkulatora on-line, żeby określić zarówno wielkość i moc planowanej instalacji jak i jej koszt oraz prognozowany czas zwrotu poniesionych nakładów. Co ważne, uwzględniamy różne warianty wsparcia - "Mój Prąd", odliczenie od podatku, ewentualną dotację oferowaną przez niektóre samorządy.
Opłacalność całego przedsięwzięcia mocno bowiem zmieniają wszelkie formy dofinansowania. Możemy liczyć na:
- dotację w ramach ogólnokrajowego programu "Mój Prąd" (5000 zł, ale nie więcej niż połowa koszów całości);
- odliczenie od podatku wynikające z ulgi termomodernizacyjnej (podstawowa stawka to 17% kosztów po odjęciu dotacji, więcej jeżeli wpadamy w wyższy próg podatkowy);
- ewentualnie dopłatę samorządową, na poziomie lokalnym, niekiedy wyższą niż w ramach programu "Mój prąd".
Jednak nie można skorzystać z programu "Mój Prąd", jeżeli otrzymaliśmy już dotację samorządową. Tu musimy wybrać, co będzie korzystniejsze. Z kolei skorzystanie z "Mój Prąd" uniemożliwia nam wzięcie niskooprocentowanej pożyczki na fotowoltaikę w ramach programu "Czyste Powietrze".
Za to pewnym ułatwieniem są ostatnie zmiany programu "Czyste Powietrze". Zakładają one od razu wyższe o 5000 zł wsparcie, jeżeli zdecydujemy się na założenie np. pompy ciepła i systemu fotowoltaicznego. Ale podkreślmy - to tylko przesunięcie środków i jeden wniosek mniej do złożenia. Ostatecznie i tak dostajemy tyle samo. Tak czy inaczej przy takim systemie wsparcia musimy najpierw wyłożyć całą kwotę, a dopiero potem możemy otrzymać dotację na fotowoltaikę. Jeszcze dłużej - do kolejnego rozliczenia rocznego PIT - będziemy musieli poczekać na zwrot podatku.
Podstawowe wyliczenie, dla 3 popularnych wariantów mocy instalacji, pokazuje tabela 1. Na jej podstawie możemy wstępnie ocenić, który wariant nakładów i oszczędności będzie dla nas najlepszy. Trzeba jednak podkreślić, że to zestawienie właściwe przy założeniu, że instalacja jest skonfigurowana optymalnie - ustawiona wprost na południe, pod kątem 35° do poziomu, nic nie zacienia paneli.
W praktyce jednak wiele takich systemów działa w nieco gorszych warunkach. Dlatego w tabeli 2 pokazujemy, jaki wpływ na opłacalność będzie miało obniżenie uzysku energii o 20%. A z takim spadkiem musimy się liczyć, jeśli warunki pracy naszego systemu odbiegają od ideału.
| Tabela 1 - Optymalne warunki pod względem orientacji względem stron świata itd. Zużycie na potrzeby własne 25%. Cena stała 0,60 zł/kWh. | |||
| Parametry instalacji PV | Wielkość instalacji | ||
| Moc zainstalowana [kWp] | 3 | 6 | 10 |
| Roczne zużycie energii [kWh] | 6000 | 6000 | 10 000 |
| Roczny koszt energii bez opłat stałych [zł] | 3600 | 3600 | 6000 |
| Roczna produkcja energii [kWh] 3000 | 6000 | 10 000 | |
| Roczne zużycie na potrzeby własne (autokonsumpcja 25%) [kWh] | 750 | 1500 | 2500 |
| Energia oddana do sieci (roczna produkcja - autokonsumpcja) [kWh] | 2250 | 4500 | 7500 |
| Energia odebrana z sieci (80% oddanej) [kWh] | 1800 | 3600 | 6000 |
| Oszczędność z autokonsumpcji (autokonsumpcja × 0,60 zł/kWh) [zł] | 450 | 900 | 1500 |
| Oszczędność z energii odebranej z sieci (odebrana × 0,60 zł/kWh) [zł] | 1080 | 2160 | 3600 |
| Roczna suma oszczędności z autokonsumpcji oraz oddania, a następnie odebrania energii z sieci [zł] | 1530 | 3060 | 5100 |
| Całkowity koszt budowy instalacji (bez dotacji) [zł] | 14 500 | 27 500 | 41 000 |
| Przybliżony prosty czas zwrotu [lata] | 9,5 | 9,0 | 8,0 |
| Koszt instalacji z dotacją "Mój Prąd" (-5000 zł) [zł] | 9500 | 22 500 | 36 000 |
| Przybliżony prosty czas zwrotu [lata] | 6,2 | 7,4 | 7,1 |
| Koszt instalacji z dotacją "Mój Prąd" i ulgą podatkową 17% [zł] | 7885 | 18 675 | 29 880 |
| Przybliżony prosty czas zwrotu [lata] | 5,2 | 6,1 | 5,9 |
| Koszt instalacji z dotacją lokalną (1500 zł/kWp) [zł] | 10 000* | 18 500 | 26 000 |
| Przybliżony prosty czas zwrotu [lata] | 6,5* | 6,0 | 5,1 |
| Koszt instalacji z dotacją lokalną i ulgą podatkową 17% [zł] | 8300* | 15 355 | 21 580 |
| Przybliżony prosty czas zwrotu [lata] | 5,4* | 5,0 | 4,2 |
| *wariant nieopłacalny | |||
| Tabela 2 - Realne warunki pracy wielu systemów PV Zużycie na potrzeby własne 25%. Cena stała 0,60 zł/kWh. Produkcja energii niższa o 20% z powodu zacienienia lub niekorzystnej orientacji względem stron świata. | |||
| Parametry instalacji PV | Wielkość instalacji | ||
| Moc zainstalowana [kWp] | 3 | 6 | 10 |
| Roczne zużycie energii [kWh] | 6000 | 6000 | 10 000 |
| Roczny koszt energii bez opłat stałych [zł] | 3600 | 3600 | 6000 |
| Roczna produkcja energii [kWh] | 2400 | 4800 | 8000 |
| Roczne zużycie na potrzeby własne (autokonsumpcja 25%) [kWh] | 600 | 1200 | 2000 |
| Energia oddana do sieci (roczna produkcja - autokonsumpcja) [kWh] | 1800 | 3600 | 6000 |
| Energia odebrana z sieci (80% oddanej) [kWh] | 1440 | 2880 | 4800 |
| Oszczędność z autokonsumpcji (autokonsumpcja × 0,60 zł/kWh) [zł] | 360 | 720 | 1200 |
| Oszczędność z energii odebranej z sieci (odebrana × 0,60 zł/kWh) [zł] | 864 | 1728 | 2880 |
| Roczna suma oszczędności z autokonsumpcji oraz oddania, a następnie odebrania energii z sieci [zł] | 1224 | 2448 | 4080 |
| Całkowity koszt budowy instalacji (bez dotacji) [zł] | 14 500 | 27 500 | 41 000 |
| Przybliżony prosty czas zwrotu [lata] | 11,8 | 11,2 | 10 |
| Koszt instalacji z dotacją "Mój Prąd" (-5000 zł) [zł] | 9500 | 22 500 | 36 000 |
| Przybliżony prosty czas zwrotu [lata] | 7,8 | 9,2 | 8,8 |
| Koszt instalacji z dotacją "Mój Prąd" i ulgą podatkową 17% [zł] | 7885 | 18 675 | 29 880 |
| Przybliżony prosty czas zwrotu [lata] | 6,4 | 7,6 | 7,3 |
| Koszt instalacji z dotacją lokalną (1500 zł/kWp) [zł] | 10 000* | 18 500 | 26 000 |
| Przybliżony prosty czas zwrotu [lata] | 8,2* | 7,6 | 7,3 |
| Koszt instalacji z dotacją lokalną i ulgą podatkową 17% [zł] | 8300* | 15 355 | 21 580 |
| Przybliżony prosty czas zwrotu [lata] | 6,8* | 6,3 | 5,3 |
| *wariant nieopłacalny | |||
Niezależnie od sieci energetycznej
Czy wobec wszystkiego, co powiedziano powyżej o bilansowym rozliczaniu i przywilejach prosumentów może mieć sens zbudowanie instalacji zupełnie poza siecią, w ogóle do niej nie podłączonej? Taki zupełnie niezależny układ, w którym nie oddajemy nadmiaru prądu do sieci, ani go nie czerpiemy, gdy słońca brak.
W pewnych, bardzo szczególnych, warunkach takie rozwiązanie może mieć sens. Chodzi głównie o domy letniskowe, a więc używane tylko latem, ostatecznie od wiosny do jesieni. To zastrzeżenie jest bardzo ważne, bo taki niezależny system nie da nam dość prądu w zimie. Nawet jeżeli będzie znacznie większy. Bariery stwarzanej przez klimat (małe nasłonecznienie) nie pokonamy. Dlatego mówimy tylko o domkach letniskowych.
Zasadniczym warunkiem powodzenia całego przedsięwzięcia jest bardzo małe zapotrzebowanie na energię. Zarówno w skali roku, jak i w sensie chwilowego poboru mocy. Warto sobie uświadomić, że jeżeli zasilimy tylko naprawdę niezbędne urządzenia, może on być naprawdę mały:
- lodówka - do 250 W;
- oświetlenie LED - 50 W;
- pompa studzienna - do 500 W;
- komputer, radio, telewizor - do 100 W.
Razem to mniej niż 1000 W (1 kW) chwilowego, równoczesnego poboru prądu. Chwilowego, bo przecież lodówka, chociaż stale przyłączona do gniazdka, nie ma nieustannie pracującej sprężarki. Podobnie pompa w studni załącza się tylko co jakiś czas, uzupełniając zapas wody w zbiorniku. Zakładamy przy tym rezygnację z takich urządzeń, jak czajnik elektryczny (1-2 kW mocy!), a tym bardziej kuchenka lub piekarnik elektryczny.
Pomimo tych ograniczeń można jednak w miarę normalnie funkcjonować. Używać np. kuchenki i gazowego podgrzewacza wody, zasilanych nawet z typowych butli 11 kg. Na potrzeby c.w.u. może pracować także kolektor słoneczny. Przy takim sezonowym użytkowaniu ma wszelkie szanse sprawdzić się lepiej, niż znacznie powiększona instalacja PV, zasilająca grzałkę elektryczną w podgrzewaczu wody. W grę wchodzi też mała pompa ciepła tylko do c.w.u.
W takim małym domku letniskowym wystarczy niewielka instalacja PV poniżej 3 kWp, kilka akumulatorów o łącznej pojemności kilkuset amperogodzin oraz jednofazowy inwerter (przetwornica napięcia stałego na 230 V prądu przemiennego). Chociaż najlepiej, jeżeli oświetlenie elektryczne i większość urządzeń będzie dostosowana do zasilania prądem stałym o niskim napięciu 12 lub 24 V. Do ich zasilania nie potrzeba przetwornicy i nie ma związanych z jej pracą strat energii.
Wbrew pozorom nie jest to propozycja wyłącznie dla nieco postrzelonych fanów surwiwalu, czy tzw. prepersów, którzy szykują się na ewentualną katastrofę. Czasem to jedyna realna możliwość korzystania z prądu, jeżeli nasza działka jest daleko od linii energetycznej. Co potencjalnie oznacza kilka lat czekania na przyłącze i jego wysoki koszt. Albo i w ogóle brak możliwości przyłączenia. Ponadto - jeżeli uwzględnimy opłaty stałe - to może się okazać, że w takim sezonowo użytkowanym domku będą one główną częścią rocznego rachunku.
Trzeba jednak lojalnie uprzedzić, że w przypadku instalacji PV działającej zupełnie poza siecią koszty jej budowy podniosą akumulatory. A są niezbędne, bo przecież bez nich nie będziemy mieć prądu po zmroku. Niewielki zestaw 4 akumulatorów 12 V o pojemności 100 amperogodzin (Ah) każdy to przynajmniej 2000 zł. Mówimy tu o dość tanich klasycznych akumulatorach kwasowo-ołowiowych, których używa się również choćby na jachtach. Nie o znacznie od nich droższych akumulatorach litowo-jonowych, czy jakichś specjalnych systemach magazynowania energii. Te potrafią kosztować więcej, niż cała reszta takiej instalacji.
Część osób może też zechcieć zbudować małą instalację słoneczną jako źródło zasilania rezerwowego, na wypadek awarii sieci energetycznej. Wówczas zasilane może być nie tylko jakieś podstawowe oświetlenie i lodówka lecz np. kocioł gazowy. W tym przypadku konieczne jest jednak zabezpieczenie przed podaniem napięcia do sieci, co mogłoby stwarzać zagrożenie dla pracującej przy niej ludzi. Ale przede wszystkim musimy zadać sobie pytanie, czy potrzebujemy takiego rezerwowego systemu na bazie fotowoltaiki? Można go też zbudować wykorzystując jedynie przetwornice napięcia oraz akumulatory ładowane prądem z sieci. Taki wariant będzie sporo tańszy.
Na co trzeba uważać montując instalację fotowoltaiczną?
Kiedy już wiemy jakie zasady rządzą działaniem systemów fotowoltaicznych, jak rozliczamy się za energię i na jakie oszczędności możemy liczyć, warto w ramach podsumowania zwrócić uwagę na to gdzie trzeba wykazać szczególną czujność i jakich błędów unikać.
Wykonawca bez doświadczenia
Swoisty boom na instalacje fotowoltaiczne spowodował, że na rynku gwałtownie przybyło firm oferujących sprzedaż i montaż takich systemów. Z jednej strony konkurencja jest bardzo pożądana, ale z drugi nieunikniona jest sytuacja, że części takich sprzedawców i wykonawców po prostu brak doświadczenia i wiedzy. I części z nich na tym nawet nie zależy. Po prostu chcą skorzystać z dobrej koniunktury, a potem równie dobrze przerzucą się na coś innego. A zły wykonawca potrafi zepsuć instalację na niezliczoną ilość sposobów. Dlatego przed wybraniem oferty dopytajmy jakie doświadczenie w branży mają pracownicy firmy.
Zły dobór elementów systemu PV
Co do podstawowych założeń budowa systemu PV jest dość prosta. Najważniejsze elementy instalacji PV to:
- ogniwa fotowoltaiczne, zamieniające promieniowanie słoneczne na prąd;
- falownik (inwerter), przetwarzający uzyskany z nich prąd stały na przemienny, którym zasilane są domowe urządzenia;
- przewody elektryczne;
- aparatura zabezpieczająca (zabezpieczenie przeciwzwarciowe, przeciwprzepięciowe itd.).
Nie ma więc elementów ruchomych, a więc potencjalnie awaryjnych mechanicznie (takich jak pompy). Z kolei przewody mogą być długie. Żeby uniknąć dużych strat energii, wystarczy po prostu zwiększyć ich przekrój.
Jednak diabeł tkwi w szczegółach. Właściwy dobór elementów wymaga wiedzy i doświadczenia. Przykładowo, laik będzie zadowolony jeżeli za tę samą cenę w innej ofercie dostanie inwerter o wysokiej mocy, większej niż moc założonych paneli. Ale skąd ma on wiedzieć, że instalacja przez większość czasu pracuje, dając moc nie przekraczającą połowy mocy nominalnej? Z kolei przy bardzo małym obciążeniu spada sprawność inwertera, a więc i ostatecznie uzysk mocy z instalacji. Natomiast tylko na doświadczeniu może się opierać wiedza o poziomie niezawodności urządzeń od różnych producentów. Katalogowe parametry czasem prezentują się wprawdzie świetnie, ale niestety - tylko na papierze. Takie przykłady można mnożyć. Dlatego właściwy dobór podzespołów to kluczowy etap całej inwestycji.
Nieuwzględnienie rzeczywistych parametrów działki i domu
Solidny fachowiec nie zrobi nawet wstępnej wyceny i zwymiarowania instalacji bez wypytania o wiele cech działki i domu. A ostatecznej wersji - bez wizyty na miejscu. Na działanie systemu PV wpływa bowiem wiele elementów, o których amator w ogóle nie pomyśli. Pisaliśmy np. o zacienieniu jako zjawisku bardzo szkodliwym. Bo i co z tego, że mamy dość duży i wystawiony na słońce dach, skoro są na nim kominy i lukarny, które będą rzucać cień na ogniwa?
Takie elementy mogą drastycznie zmniejszyć faktyczne możliwości wykorzystania danej przestrzeni. Ponadto planując instalację, trzeba też bacznie przyjrzeć się otoczeniu działki. Jeżeli sąsiad przy granicy posadził wysokie gatunki drzew, to czy za kilka lat ich cień nie sięgnie do naszych paneli? I co wtedy z prognozowanymi korzyściami, liczonymi w perspektywie 25 lat?
Nieodpowiedni dach
Ci, którzy dopiero planują budowę domu, mogą sobie bardzo ułatwić założenie instalacji PV, wybierając odpowiedni projekt. Albo przeciwne - wszystko skomplikować i podnieść cenę. Poza samą orientacją budynku względem stron świata i ewentualnych elementów zacieniających (drzewa, inny budynek), zasadniczą sprawą jest dach. Najbardziej polecane są dwuspadowe, jako łatwe do wykonania i dość tanie. O ile ustawimy jedną jego połać na południe, zyskamy świetną bazę do montażu PV. Dobry może być także dach płaski (stosujemy konstrukcję wsporczą pod panele). Jednospadowe o sporym nachyleniu, choć korzystne, należą do rzadkości.
Warto zastanowić się również nad wyborem pokrycia. Wprawdzie na każdym z nich da się umocować panele, ale po co płacić za drogą dachówkę, którą i tak ostatecznie zasłonimy? Ponadto łatwiej o jej przypadkowe uszkodzenie. Najbardziej polecane pokrycia to gonty bitumiczne i blachy - trapezowe, płaskie lub blachodachówki.
Zawyżony wskaźnik autokonsumpcji
W naszych obliczeniach opłacalności jako podstawowy przyjęliśmy wskaźnik zużycia energii na potrzeby własne, czyli tzw. autokonsumpcji, na poziomie 25%. Względnie wysoki, ale realny. Firmy przedstawiające oferty na systemy PV lubią go zawyżać - to jeden z podstawowych sposobów manipulowania wyliczeniami na temat opłacalności. Popularny, bo trudny do zauważenia przez amatora, a skracający prognozowane okresy zwrotu. Bo jeżeli wytwarzany prąd spożytkowujemy od razu, to unikamy straty 20% związanej z przekazywaniem, a następnie odbieraniem prądu z sieci. Jeżeli więc widzimy, że przyjęto wysoki wskaźnik autokonsumpcji, to pytajmy o jego uzasadnienie. W praktyce bardzo trudno bowiem osiągnąć 30%, nawet jeżeli mamy klimatyzatory.
Wpływ takiego zaburzenia w rachunkach, ustawienia autokonsumpcję na poziomie 75%, pokazujemy w tabeli 3.
| Tabela 3 - Wpływ zawyżonej autokonsumpcji na obliczenia Zużycie na potrzeby własne 75%. Cena stała 0,60 zł/kWh. | |||
| Parametry instalacji PV | Wielkość instalacji | ||
| Moc zainstalowana [kWp] | 3 | 6 | 10 |
| Roczne zużycie energii [kWh] | 6000 | 6000 | 10 000 |
| Roczny koszt energii bez opłat stałych [zł] | 3600 | 3600 | 6000 |
| Roczna produkcja energii [kWh] | 3000 | 6000 | 10 000 |
| Roczne zużycie na potrzeby własne (autokonsumpcja 75%) [kWh] | 2250 | 4500 | 7500 |
| Energia oddana do sieci (roczna produkcja - autokonsumpcja) [kWh] | 750 | 1500 | 2500 |
| Energia odebrana z sieci (80% oddanej) [kWh] | 600 | 1200 | 2000 |
| Oszczędność z autokonsumpcji (autokonsumpcja × 0,60 zł/kWh) [zł] | 1350 | 900 | 1500 |
| Oszczędność z energii odebranej z sieci (odebrana × 0,60 zł/kWh) [zł] | 360 | 720 | 1200 |
| Roczna suma oszczędności z autokonsumpcji oraz oddania, a następnie odebrania energii z sieci [zł] | 1710 | 3420 | 5700 |
| Całkowity koszt budowy instalacji (bez dotacji) [zł] | 14 500 | 27 500 | 41 000 |
| Przybliżony prosty czas zwrotu [lata] | 8,5 | 8,0 | 7,2 |
| Koszt instalacji z dotacją "Mój Prąd" (-5000 zł) [zł] | 9500 | 22 500 | 36 000 |
| Przybliżony prosty czas zwrotu [lata] | 5,6 | 6,6 | 6,3 |
| Koszt instalacji z dotacją "Mój Prąd" i ulgą podatkową 17% [zł] | 7885 | 18 675 | 29 880 |
| Przybliżony prosty czas zwrotu [lata] | 4,6 | 5,5 | 5,2 |
| Koszt instalacji z dotacją lokalną (1500 zł/kWp) [zł] | 10 000* | 18 500 | 26 000 |
| Przybliżony prosty czas zwrotu [lata] | 5,8* | 5,4 | 4,6 |
| Koszt instalacji z dotacją lokalną i ulgą podatkową 17% [zł] | 8300* | 15 355 | 21 580 |
| Przybliżony prosty czas zwrotu [lata] | 4,9* | 4,5 | 3,8 |
| *wariant nieopłacalny | |||
Zbyt duża instalacja fotowoltaiczna
System rozbudowany ponad rzeczywistą potrzebę to zysk dla wykonawcy, ale strata dla inwestora. Znakomita większość domów jednorodzinnych zużywa rocznie nie więcej niż 6000 kW energii elektrycznej. A do wytworzenia takiej ilości energii wystarczają panele o mocy zainstalowanej ok. 6 kWp. Przypomnijmy, że budowanie większej niż potrzebujemy nie ma zaś zupełnie sensu, bo oddana, a nie odebrana później energia nam przepada.
Z kolei małe systemy - ok. 3 kW - będą dobre dla tych, którzy zużywają niewiele prądu, tylko nieznacznie ponad 3000 kWh rocznie. Ponadto dla osób, które nie chcą lub nie mogą wydać zbyt dużo. Z zastrzeżeniem, że jej zmniejszanie już nie bardzo się opłaca. Istotne też, że taki mały system amortyzuje się najszybciej, jeśli skorzystamy z dotacji 5000 zł w ramach programu "Mój Prąd", gdyż będzie to ponad 1/3 kosztów całej inwestycji.
Duże systemy mają uzasadnienie, jeżeli roczne zużycie prądu przekracza typowe 5000-6000 kWh. Najczęściej dotyczy to budynków wyposażonych w:
- klimatyzację;
- pompę ciepła do centralnego ogrzewania;
- elektryczne ogrzewanie pomieszczeń.
W niektórych sytuacjach może okazać się uzasadnione przekroczenie nawet granicy 10 kWp mocy zainstalowanej, ale tu potrzebna jest już szczegółowa analiza konkretnego przypadku.
Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca BRUK-BET SOLAR
